利用水泥窯爐煙氣余熱干化污泥系統(tǒng)優(yōu)化研究.pdf

1、市政污泥處理不當(dāng)，極易產(chǎn)生二次污染，潛在的環(huán)境危害較大，利用水泥窯爐煙氣余熱干化處理污泥，再送入爐膛處置，是實(shí)現(xiàn)污泥資源化、無(wú)害化及減量化的熱點(diǎn)技術(shù)之一，本文開(kāi)展利用水泥窯爐煙氣余熱干化污泥系統(tǒng)的優(yōu)化研究，對(duì)于實(shí)現(xiàn)污泥處置的低成本化，具有較大的現(xiàn)實(shí)意義。
　　本文搭建污泥深度脫水實(shí)驗(yàn)裝置，采用3參數(shù)5水平正交實(shí)驗(yàn)法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室和工業(yè)實(shí)驗(yàn)研究，得到藥劑成本與污泥脫水含水率和處理量間的關(guān)系式。搭建污泥旋轉(zhuǎn)導(dǎo)熱間接干燥中試實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，利用3

2、參數(shù)5水平正交法實(shí)驗(yàn)研究蒸汽壓力、干燥機(jī)轉(zhuǎn)速和加料速率對(duì)干燥機(jī)傳熱系數(shù)、污泥處理量、干燥機(jī)扭矩和干燥熱效率的影響;得到污泥旋轉(zhuǎn)導(dǎo)熱干燥最佳運(yùn)行參數(shù)為蒸汽壓力為0.2MP、干燥機(jī)轉(zhuǎn)速為8.6rpm、加料機(jī)轉(zhuǎn)速為12.6rpm，干燥機(jī)的傳熱系數(shù)為60W/m2℃。
　　針對(duì)利用水泥窯爐煙氣余熱間接干化污泥系統(tǒng)，采用市場(chǎng)調(diào)研及分項(xiàng)類比估算法，得到系統(tǒng)各設(shè)備投資費(fèi)、運(yùn)行費(fèi)與過(guò)程參數(shù)的關(guān)系式，建立優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)，利用MATLAB數(shù)學(xué)軟件中的fm

3、insearch函數(shù)，計(jì)算得到最大的極值。優(yōu)化計(jì)算結(jié)果表明:典型工況下，以maxNPV和maxbite為目標(biāo)時(shí)的最優(yōu)過(guò)程參數(shù)分別為T(mén)2=150.1℃，t=141.4℃，u1=55.8％和T2=185℃，t=167.3℃，u1=56.1％;深度脫水、干燥機(jī)、壓濾廢水處理系統(tǒng)、煙氣換熱器分別占總投資的45％、28％、10％和9％左右;深度脫水和干燥機(jī)運(yùn)行成本分別占總運(yùn)行費(fèi)用的85％和10％左右;藥劑費(fèi)、電費(fèi)、煙氣余熱取熱費(fèi)及維護(hù)費(fèi)占總運(yùn)行費(fèi)

4、分別為47％、20％、15％和15％左右。
　　利用優(yōu)化模型，研究了進(jìn)口煙氣溫度、蒸汽價(jià)格、污泥處理費(fèi)、折現(xiàn)率和折舊年限對(duì)優(yōu)化過(guò)程參數(shù)的影響。當(dāng)煙氣進(jìn)口溫度增大時(shí)，煙氣出口溫度、飽和蒸汽溫度和污泥處理量同步增大，深度脫水污泥含水率基本不變;當(dāng)污泥處理費(fèi)增大及折現(xiàn)率減少時(shí)，煙氣出口溫度、飽和蒸汽溫度及深度脫水污泥含水率同步降低，污泥處理量同步增大;而折舊年限和蒸汽價(jià)格對(duì)優(yōu)化過(guò)程參數(shù)及污泥處理量的影響不大。
　　本文的研究方法及